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从0到1轻松入门Python编程

2022-10-09 17:59:19 311

摘要:大家好,我是写BUG的一行,大家可以叫我一行,今天带领大家进行Python从入门到提高的学习路程。首先我们先对Python有个基本的了解和清晰的概念,然后再一步一步从基础开始提升,进而全面开启你的Python进修之路。本篇内容一共分为四个部...


大家好,我是写BUG的一行,大家可以叫我一行,今天带领大家进行Python从入门到提高的学习路程。首先我们先对Python有个基本的了解和清晰的概念,然后再一步一步从基础开始提升,进而全面开启你的Python进修之路。

本篇内容一共分为四个部分:

  • Python语言的背景知识

  • Python软件包的安装方法

  • 编写的第一个Python程序

  • 良好的编程规定

Python语言的背景知识

众所周知,在21世纪的今天,电脑已经非常普及了,人们可以利用它购物、聊天、视频通话、玩游戏甚至在专业的领域,人们可以利用它做专业的工作,比如做图像识别、声音信号判断、语音助手、模拟人类下棋。计算机为什么可以做到这些,主要是因为在电脑上的各种各样的软件,比如可以聊天的微信、QQ,分享身边事物的微博,分享各种知识的知乎,还有做推荐产品的淘宝和京东。这些都是具有独特思考能力以及学习能力的人工智能软件。

这些软件的是通过编程预言来完成的。人们利用编程语言,编写出电脑可以识别的diamante,然后实现软件的各种功能,产生巨大的价值,而我们称为这些编程的人为程序员。

接下来为大家普及一些在计算机领域的一些定义。

计算机软件(Software):简称为软件,是一系列的按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。比如office办公软件、Windows操作系统、微信、QQ,这些都是软件。

编程语言(Programming Language):是一种形式的语言,制定了一组可以用于产生各种输出的指令。编程语言通常由计算机的指令组成,是可以用来创建实现特定算法的程序。

虽然你之前可能没有学习过编程语言,但是你一定听说过以下这些编程语言的名字:C语言、Java、C++、C#、R、JavaScript、PHP以及本篇文章的重点Python。

计算机程序:计算机程序简称为程序,是由计算机执行的执行特定任务指令的集合

上面的定义之间的关系是:程序员通过编程语言编写程序,通过编译和发布,产生了用户所使用的软件。

什么是Python语言

Python语言的由来是因为Python的作者Guido Van Rossum是英国BBC的一个节目名称《Monty Python"s Flying Vircus》的忠实粉丝,于是用Python一词作为了Python语言的正式名称。另外Python在英语中的含义还有巨蟒、蟒蛇的含义。

Python是一种应用非常广泛的通用高级编程语言。由Gudio在1989年的圣诞节期间打发时间开发的一个脚本解释程序,并在1991年公开发布,原本是作为ABC语言的继承。Python是一种解释性的语言,非常强调代码可读性的设计理念,允许程序员使用比C++和Java等语言更简练的代码来实现语言相关的功能,另外Python的底层是用C语言编写的,运行速度很快。

在截止到2020年2月,Python在PYPL编程语言上排名第一

在TIOBE上排名第三,而第一名和第二名为Java和C语言

Python语言的优点

Python的优点主要可以分为五点

1.简单易用,对比其他语言来说,比C、C++简洁易用,对于初学者来说Python很轻松就可以上手。

2.Python提供了大量的功能库。除了Python自带的标准库之外,还拥有大一票的第三方库的支持,特别是在科学计算、数据分析、人类语言处理、视觉处理、机器学习以及医学图像处理等库的支持,让Python的编程更加容易学习,功能强大。

3.Python具有语言兼容性,被称为胶水语言,能够把其他语言的各种模块结合到一起,特别是(C和C++)。

4.具有跨系统移植的能力。Python系统支持的操作系统包括:windows、Unix、MacOS X、OS2、Android等。

5.代码免费、开源。遵循GPL使用协议。使用者可以自由的发布Python的备份,阅读它的源代码、对它做改动。

正是因为它的这些优点,Python被全球计算机领域顶尖的大学作为程序设计课程,如:卡内基梅隆大学、麻省理工学院等。这些优点是初学者学习Python的理由,当然Python的红火也跟最近全球范围大数据以及人工智能的发展相关。

安装Anaconda

无论你的电脑是Windows、Linux还是MAC系统,Anaconda都有对应的安装软件。大家的电脑如果是64位的系统的话还是推荐下载64位的版本。(PS:Windows系统右键我的电脑点击属性查看自己电脑位数。MAC系统点击工具栏左上角的苹果标志,然后点击关于本机>更多信息>系统报告>(左侧)软件,查看右侧窗口中的64位内核和功能扩展,如果显示是的话就64位的,否就是32位的。Linux系统不知道的大家自行百度吧)。

Python的版本建议选择Python 3版本,虽然Python 2目前使用的还比较多,但是未来的主流肯定是Python3,毕竟在20年1月1日起官方就已经停止了对Python2的维护。

确定了需要下载的软件版本后,咱们接下来就进行Anaconda的安装。

1.选择对应的版本进行下载,关闭电脑上的杀毒软件!!

2.打开安装软件系统提示安全警告点击允许(没有弹出的忽略这一步)

3.弹出安装程序的界面,点击下一步

4.弹出一些用户注意事项不拉不拉不拉的,点击我同意就好了(不同意的话能让我用嘛)

5.这时候要注意啦!!!不要选择默认的Just Me,要更改为All Users不然可能会出现一些问题

6.这时候就要选择安装路径了,需要有3个G的内存空间,建议安装在C盘,如果想要安装在别的盘也可以啦,就是出现问题的时候处理会比较麻烦。选择好了安装路径后点击下一步就进入到重要的一个步骤啦。

7.选择完成安装路径后,需要将图片中的两个都打上勾,上边的功能是向系统路径环境变量中添加Anaconda如果不配置的话还需要手动添加环境变量。下方的功能是将将Anaconda注册为系统Python 3.7,这里千万记得要打上勾哦,打上勾之后点击install安装就可以啦。

8.等待Anaconda自动安装完成就可以啦,之后弹出的窗口都点击next和finish就可以啦,如果安装过程中杀毒软件弹出窗口的话,记得点击允许哦。

编写第一个Python代码程序

在完成完成Anaconda之后,我们就可以进入Jupyter Notebook了。

在键盘上按下Windows键+R键,在弹出的运行窗口中输入CMD后点击确定

然后将会弹出一个CMD命令窗口,在窗口内输入Jupyter NoteBook,然后敲击回车就可以进入浏览器窗口了,记住这个CMD窗口在回车后会进入Jupyter NoteBook的本地服务器模式,记得不要关闭这个窗口哦,不然就没办法运行Python了。

在弹出的浏览器窗口中,新建一个Python3的文件

Jupyter Notebook中的常用快捷键

当使用Jupyter Notebook使用Python的时候,如果知道一些快捷键的功能对于我们加快编写代码速度是非常有帮助的,下面一行就列出来一些常用的快捷键,帮助我们在编写代码的时候节省一些时间。常用快捷键主要分为在命令模式下和编辑模式下,咱们一个个的介绍

命令模式下快捷键(按下ESC进入)

· A-在上方插入新单元

· B-在下方插入单元

· C-复制选中的单元

· DD-删除选中的单元

编辑模式下快捷键(按Enter进入)

· Tab- 代码补全或者代码缩进

· Shift+Enter-运行本单元并跳转到下一单元

· Ctrl+enter-仅运行本单元

· Alt+Enter-运行本单元并插入跳转到一个新的单元

Jupyter notebook中的快捷键还有很多,我们并没有全部要了解,只要记住几个常用的就可以了。

我们在Jupyter Notebook上的第一个程序

接下是我们在Jupyter Notebook中上输入的第一个程序

#我们的第一个程序print("hello the best world")print("你好呀,最好的世界")print("It"s nice to meet you")print("这真是太好了^-^")

第一行代码是#我们的第一个程序,输入完成后按下Ctrl+enter,可以看到运行后并没有什么反应,因为#在Python中的行注释的符号,带有#的代码并不会被执行,用来说明代码的相关信息,比如程序的功能、编写代码的时间、编写代码的作者,是用来方便读者理解代码的。

第二行的代码是print("hello the best world"),输入并按下Ctrl+Enter,将会显示hello the best world。

第三行代码是你好呀,最好的世界,输入完成后运行,下方会显示:你好呀,最好的世界

第四行和第五行代码输入后执行都将会返回print函数中的一句话。

我们可以这些代码放到同一个代码块中,输入完成后在进行运行,会得到一下的结果:

在输入上方的代码之后,我们就成功的接触Python语言生成了我们想要在电脑上输出的话。这样我们就生成了我们的第一个程序,之后我们可以继续调用它。

需要注意的是上面的代码是不可以随意输入的,需要注意大小写问题、全角与半角的问题、括号的问题,不然Jupyter notebook中可能会报错。下面我们介绍一下代码出错时如何进行解决。

代码出错调试

为了体验代码出错的问题,我们修改一下代码,然后运行。

当代码出错误时,最下方出现提示:SyntaxError: invalid syntax,含义为:语法错误:无效语法。仔细观察代码可以发现,第3行代码print后面少了一个左括号,于是这里提示语法错误。

仔细的观察代码,其实还可以看到最后一行代码的P是大写而不是小写,但是Python运行代码是一行一行的执行的,如果上方出现了错误,那么下方的代码是不会有提示的,那么现在我们把第一个错误修改一下,然后在运行一下代码,看看会显示什么。

现在运行代码后,弹出了第二个错误NameError: name "Print" is not defined含义为:名称错误:没有定义名称"Print",这意味着Print是无法在Python里边识别的,需要正确的进行命名。这里可以看懂的是下方的错误提示中指出了第五行代码出现错误,我们可以借助这个快速的找到错误的代码,特别是在代码比较多的情况下。如果我们不能直接看到多处错误,只能在修改代码后根据报错信息进行修改。

对于出错的英文提示,如果你的英文水平比较好的话可以很快的熟悉并明白错误的含义,如果水平不好的话,则可能会比较慢的发现错误

良好的编码规定

在Python的编码过程中,我们必须非常仔细,要按照Python语言的规定进行编程,不然我们在编程过程中会出现错误。下面我们了解一些Python有关的规定。

标识符(Identifier)

标识符在Python语言中用于规范命名解释器可以识别的可执行的代码对象的名称。print函数就是解释器能够识别的函数名称,在Python中变量、关键字、函数、运算符、类名都是标识符。这些之后我们会进行讲解。

1.变量、关键字、函数、类的组成

在Python中,上面这些名称只能由字母、数字、下划线组成。也就是小写字母a-z、大写字母A-Z,下划线_和数字0-9才可以被使用,需要注意的是命名时数字是不可以被放在名称的首字符的。

下面我们介绍一下正确的命名以及错误的命名

1.正确的命名:

变量:i=0,price=10.0

函数:print(),sum(),my_definition().需要注意的是小括号本身不是函数名

关键字:if,break

2.错误的命名

变量:9i=0,^h=11,说明:9不能用于命名首字符,^不能用于变量名称的组成

函数:Print(),my.definition()说明:内置函数组成字母不能大写,.不能作为函数名称的组成

关键字:if=1,IF。说明:if关键字不能当做变量名称使用,关键字不能用大写表示

2.Python语言中的大小写区分

在Python中大小写是非常敏感的语言,比如a=0和A=0是定义的两个变量,我们可以运行下面的代码。

a = 0 #定义a变量print(a) #输出变量a#得到输出0print(A) #输出变量A#报错

从这里的报错信息可以看出,A是一个没有定义的变量。所以我们可以判断出Python是对大小写敏感的。

3.命名必须简洁、易读

在Python中,命名的长度并没有要求,只要电脑允许,任意长度都可以,但是太长的命名会影响阅读,而且还会占用内存和硬盘空间的资源。

所以我们就需要设定一个隐形的规则,那就是我们的命名必须简洁、易读。比如我们想要设置一个变量iamagoodboyforchina = "张益达",这样显然变量名称太长。另外命名也不能太简单,比如i = 张大炮,这里我们并不能看出"i"所代表的含义是什么。合理的名称就像这样my_name = "snake",这样我们就能明白这是一个"我的名字"的变量名称

4.以下划线开头的命名

在Python中以下划线开头标识符是有特殊意义的。以单个下划线开头(如:food)的代表不能直接访问的类属性,需要通过类提供的接口进行访问;以双下划线开头的(如:__food)代表类的私有成员;以双下划线开头和结尾的(如\_food__)代表Python里特殊方法专用的标识。之后我们会在进行详细介绍,这里只要了解就可以了。

数据(Data)

在Python中,除了标识符之外,剩余的对象都可以称为数据,如变量值,引号中的内容、存放在数据库中的记录、调用的文件、图片、音频以及视频。print函数引号内部的信息就是一种数据。

程序代码基本上是由标识符(可执行命令)和数据两部分组成的

基本的代码格式

1.多行语句

Python语言一般一行写完一条语句,但是当代码过长时,我们可以使用斜杠()将一行语句分为多行显示,例如以下的代码:

one = 9two = 11three = 13sumall = one+ wo+ hree

查看一下运行的情况与四个变量的输出

另外如果语句中包含[],{},(),就不需要使用多行连接符了

多行缩进格式

Python在进行多行编写时,为了更好的进行代码执行与阅读,使用了严格的缩进制度。如下图所示

缩进格式的规定:

1.Jupyter notebook中具有自动缩进格式定位功能,当完成一行代码按enter后,下一行会自动缩进到指定位置,接下来继续输入代码就可以了。当出现四个字节的缩进后,需要严格按照格式进行多行编程,不然可能会出现逻辑错误,使得代码可读性下降。

2.Python以缩进格式来区分不同子代码块,如上图一样,用]括起来的内容属于同一子代码块,他们将会被一起执行,而在else下方的两行代码,属于另一块子代码块,在这里就不会被执行。

Python保留关键字(Keywords)

我们可以通过下方的代码查看当前Python中的保留关键字

import keywordkeyword.kwlist

Python中的关键字如下表所列

这些保留字不能用变量名称、函数名称、类名。它们都属于Python的专用标识符,所以叫保留关键字。

注释(Comment)

在使用Python编程时,我们需要在代码合理的地方加上注释的内容,可以起到解释代码的作用,有利于我们长时间后或其他人观看。注释语句用井号#开头,井号后面的内容不会被执行。

注释有以下两种方式

#这是单行注释print("hello word") #这是行末注释

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